مفاتيح التوزيع المعزولة بالغاز و مفاتيح الكهرباء المعزولة بالهواء تؤدي نفس الواجبات الأساسية —التبديل، والحماية، والعزل، والتوزيع— ولكنها تستخدم طرق عزل مختلفة. تحيط تقنية GIS بالأجزاء الأساسية في غاز محكم أو وحدات معزولة بديلة. بينما تعتمد تقنية AIS بشكل أساسي على خلوصات الهواء داخل حاويات معدنية أو محطات فرعية مكشوفة. يقارن هذا الدليل بين المساحة، والموثوقية، والصيانة، والبيئة، والسلامة، وتكلفة دورة الحياة.
ما هي مفاتيح التوزيع المعزولة بالهواء؟
تستخدم أنظمة العزل المفتوح (AIS) الهواء الجوي كعزل خارجي رئيسي بين الأجزاء المكهربة والأرض. وعادة ما تحتوي أنظمة العزل المفتوح ذات الجهد المتوسط الداخلية على مقصورات منفصلة لقاطع الدائرة، والقضبان العمومية، والكابلات، والجهد المنخفض. بينما تستخدم أنظمة العزل المفتوح ذات الجهد العالي الخارجية موصلات قضبان عمومية ومعدات تفصل بينها مسافات خلوية في الهواء الطلق.
تشمل نقاط قوتها البناء المرئي، والصيانة المألوفة، وسولة الوصول إلى المكونات، وغالباً انخفاض التكلفة الأولية للمعدات. أما عيوبها فتتمثل في شغل مساحة أكبر وحساسيتها الكبيرة للأبراج، والملوحة، والرطوبة، والتكاثف، والحيوانات الصغيرة إذا كانت الخزانة أو المبنى غير محكومين.
ما هي مفاتيح التوزيع المعزولة بالغاز؟
تحيط المعدات الكهربائية المعزولة بالغاز (GIS) بالموصِلات الرئيسية وأجهزة التبديل وقضبان التوصيل داخل حجرات مغلقة ومؤرضة. ويسمح وسط العزل المتحكم فيه بوجود مسافات خلوية أصغر، مما يخلق معدات مدمجة مقاومة للتلوث الخارجى. وتُعد معدات GIS شائعة حيث تكون الأراضي مكلفة، أو المساحة محدودة، أو البيئة قاسية.
مقارنة بين GIS و AIS
| عامل | نظم المعلومات الجغرافية | نظام التعرف التلقائي |
|---|---|---|
| بصمة قدم | مدمج | أكبر |
| التعرض البيئي | الأجزاء الأساسية محكمة الإغلاق | أكثر عرضة للهواء والتلوث |
| الوصول البصري | محدود | أكبر |
| الصيانة الأولية الروتينية | غالبًا أقل | أكثر سهولة بشكل عام |
| خدمة متخصصة | مهارات الغاز / الوحدة المختومة | مهارات العزل الهوائي التقليدي |
| تكلفة المعدات الأولية | غالبًا أعلى | غالبًا أقل |
| تكلفة الأرض/المبنى | غالباً ما تكلفته ذات بصمة أصغر | متطلبات مساحة أكبر |
المساحة والتصميم
يمكن لنظام GIS أن يقلل بشكل كبير من عرض الخ Bay ومساحة المبنى. ومع ذلك، يجب أن تتضمن بصمة المشروع الإجمالية نهايات الكابلات، ومناطق الغاز، وتخفيف الضغط، ومساحة الرفع، والتوسعات المستقبلية. يحتاج نظام AIS إلى خلوص كهربائي أكبر ولكنه يمكن أن يوفر وصولاً مباشراً واجهات مبانٍ أبسط.
الموثوقية في البيئات القاسية
تعتبر المعدات المعزولة بالغاز المغلقة (GIS) جذابة للأجواء الساحلية المالحة، والتلوث الصناعي، والغبار، والرطوبة العالية، والمواقع تحت الأرض الضيقة. كما يمكن للمعدات المعزولة بالهواء (AIS) أن تعمل بشكل موثوق عندما تتطابق العلب، والسخانات، والتهوية، مسافة الزحف، والصيانة مع البيئة. ولا تعوض أي من التقنيتين عن سوء إحكام غلق الكابلات أو عدم كفاية التحكم في الغرفة.
سداسي فلوريد الكبريت والاعتبارات البيئية
يتمتع سداسي فلوريد الكبريت (SF6) بخصائص عزل كهربائي وإطفاء أقواس كهربائية ممتازة، ولكنه ينطوي على تأثير كبير جداً على الاحتباس الحراري. يجب أن تحدد المشاريع التي تستخدم هذا الغاز حدود التسرب، ومراقبة الكثافة، والتعامل المدرب، والاسترداد، وإبلاغ البيانات، ومعالجة نهاية العمر الإنتاجي. تختلف اللوائح التنظيمية وتستمر في التطور.
تستخدم التصاميم البديلة مخلاط غازات ذات قدرة إحداث وئام حراري منخفضة، والهواء النظيف، والقطع بالتفريغ، والعزل الصلب. لا يثبت مصطلح “خالٍ من سداسي فلوريد الكبريت” تلقائياً التفوق البيئي الشامل؛ بل يجب مقارنة وسط العزل، واستخدام المواد، والفاقد، وعمر الخدمة، وقابلية الإصلاح، وإعادة التدوير.
الصيانة والتشخيص
يشمل صيانة نظام العزل الهوائي (AIS) التنظيف، وفحص العزل، وصيانة الآلية، وفحص مقاومة التلامس، وتوقيت قواطع الدائرة، والتصوير الحراري، وتقييم التفريغ الجزئي. أما نظام العزل الغازي (GIS) فيقلل من تعريض الأجزاء الرئيسية، ولكنه يتطلب فحوصات الكثافة/الضغط، ومراقبة التسرب، وصيانة الآلية، تدخلاً متخصصاً في حال تعطل أحد المكونات الداخلية المختومة.
الوسكي الداخلي وسلامة المشغل
يمكن اختبار كل من نظامي العزل الغازي (GIS) والمعزول بالهواء (AIS) لمدى تحمل القوس الداخلي. حدد جوانب الوصول، وتيار القوس، والمدة، وشروط التركيب. يجب أن تتطابق قنوات تخفيف الضغط وحجم الغرفة مع الترتيب المُختبَر. يُقلل تصنيف القوس الداخلي من التداعيات في ظل شروط محددة ولكنه لا يحل محل العزل، والتأريض، والتشغيل عن بُعد، وإجراءات العمل الآمنة.
تكلفة دورة الحياة
قارن بين المعدات، الأرض/المبنى، التركيب، انقطاعات الخدمة، الصيانة، إدارة الغاز، قطع الغيار، التدريب والتخلص. قد تبرر المعدات المعزولة بالغاز (GIS) سعر شراء أعلى من خلال تقليل المساحة وصيانة البيئة. بينما قد تقدم المعدات المعزولة بالهواء (AIS) تكلفة أقل وإصلاحاً أسهل حيثما كانت المساحة والظروف ملائمة.
خيارات المنتجات
بالنسبة لمعدات التوزيع المعزولة بالهواء (AIS) والمكسوة بالمعدن بجهد 12 كيلو فولت التقليدية، قم بالراجعة خزانة مفاتيح كهربائية KYN28A-12. يمكن للشبكات المدمجة والمحكمة استخدام وحدة حلقية رئيسية صديقة للبيئة من نوع LBHB-12. للتطبيقات ذات الجهد 40.5 كيلوفولت، قارن بين KYN61-40.5 AIS مع مفتاح شبكة حلقي مغلق من نوع HC-40.5.
قائمة التحقق من الاختيار
- تصنيفات الجهد، والتيار، والعزل، الأعطال.
- الغرفة/الأرض المتاحة والتوسع المستقبلي.
- التلوث والرطوبة والارتفاع ودرجة الحرارة.
- متطلبات القوس الداخلي وتفريغ الضغط.
- الحماية، الكابلات واجهات الاتصالات.
- لوائح الغاز المحلية والأهداف البيئية.
- مهارات الصيانة، وقطع الغيار، وإستراتيجية حالات التوقف عن العمل.
- تكلفة دورة الحياة الكاملة وخطة نهاية العمر.
المكونات الرئيسية لمفاتيح القواطع المعزولة بالغاز
تدمج محطات مفاتيح العزل الغازي (GIS) القضبان العمومية، وقواطع الدائرة، ومفصلات الفصول، ومفاتيح التأريض، ومحولات التيار (CT)، ومحولات الجهد (VT)، وواجهات الكابلات أو البطانات، حجيرات الغاز داخل حاويات معدنية مؤرضة. وتعد مراقبة الكثافة أو الضغط، والتعشيق، وترتيبات تخفيف الضغط جزءاً من نظام السلامة الأساسي.
أسئلة يجب طرحها قبل اختيار نظام المعلومات الجغرافية
تأكيد متطلبات المساحة والامتداد، سياسة الغاز أو العزل البديل، ضمانات التسريب، التقارير البيئية، الوحدات الاحتياطية، واجهات الكابلات، استراتيجية انقطاع الخدمة، وقدرة الخدمة المحلية. الحجم المدمج ذو قيمة، لكن إمكانية الوصول طوال دورة الحياة وإضافات الخلايا المستقبلية يمكن أن تحسما قرار المشروع.
المراجع الفنية والقراءة الإضافية
تدعم المصادر المستقلة التالية المعايير والمصطلحات والحسابات وسياق السلامة التي تمت مناقشتها في هذا الدليل:
- معيار المفاتيح الكهربائية المغلقة بالمعدن IEC 62271-200 — النطاق، التصنيفات، ظروف الخدمة، اختبار القوس الداخلي، التعاشيق، والمتطلبات الخاصة بمعدات المفاتيح الكهربائية المغلقة بالمعدن للتيار المتردد حتى 52 كيلوفولت.
- دليل المعاهدة IEEE C37.121 للمحطات الفرعية لوحدات المفاتيح الكهربائية إشراف وتوجيهات التنسيق لأقسام مفاتيح التوزيع الكهربائية والمحولات في المحطات الفرعية ذات الوحدات ثلاثية الأطوار.
- متطلبات السلامة للقدرة الكهربائية لإ OSHA — متطلبات السلامة للأعمال الإنشائية المتعلقة بمعدات نقل وتوزيع الطاقة الكهربائية.
